什么是TVS管？它有哪些優(yōu)勢？

TVS管，全稱Transient Voltage Suppressor（瞬態(tài)電壓抑制器），也被稱為瞬變電壓抑制二極管，是一種在穩(wěn)壓管工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高效能保護器件。它的主要功能是在電路遭受瞬間高能量沖擊時，通過迅速降低阻抗并吸收大電流，將電壓箝位在一個預(yù)定的數(shù)值上，從而保護后端的電路元件免受損壞。以下是對TVS管的詳細解析，包括其定義、工作原理、特性、主要參數(shù)、使用場景及選型等方面。

一、定義與工作原理

TVS管是一種特殊設(shè)計的二極管，其電路符號和普通穩(wěn)壓二極管相同，外形也與普通二極管無異。當TVS管兩端經(jīng)受瞬間的高能量沖擊（如靜電放電、浪涌脈沖等）時，它能以極高的速度（皮秒量級）使其阻抗驟然降低，同時吸收一個大電流，將其兩端間的電壓箝位在一個預(yù)定的數(shù)值上。這一過程有效地保護了后端的電路元件，防止其因瞬態(tài)高能量的沖擊而損壞。

二、特性與優(yōu)勢

TVS管具有以下幾個顯著特性和優(yōu)勢：

1. 高速響應(yīng) ：TVS管能在皮秒量級的時間內(nèi)響應(yīng)瞬態(tài)電壓沖擊，迅速將電壓箝位，有效防止過電壓對電路的損害。
2. 高瞬態(tài)浪涌吸收能力 ：TVS管能吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，有效抵御各種瞬態(tài)電壓沖擊。
3. 低漏電流 ：在正常工作狀態(tài)下，TVS管的漏電流極低，幾乎不影響電路的正常工作。
4. 箝位電壓易控制 ：通過選擇合適的TVS管型號和參數(shù)，可以精確地控制其箝位電壓，以滿足不同電路的保護需求。
5. 高可靠性 ：TVS管體積小、易安裝，且具有較高的可靠性，不易損壞。

三、主要參數(shù)

TVS管的主要參數(shù)包括反向截止電壓（VRWM）、反向擊穿電壓（VBR）、最大箝位電壓（VC）等，這些參數(shù)對于選擇合適的TVS管至關(guān)重要。

1. 反向截止電壓（VRWM） ：正常工作時，TVS管應(yīng)該是不工作的，所以VRWM值應(yīng)大于線路上最高工作電壓。這樣才能保證電路正常工作時TVS管處于截止狀態(tài)，在電路正常工作下不會影響電路工作。但也不能選的太高，如果太高，鉗位電壓也會較高，所以在選擇時，要綜合考慮被保護電路的工作電壓及后級電路的承受能力。
2. 反向擊穿電壓（VBR） ：在這個電壓之前，TVS管是不導(dǎo)通的。當瞬態(tài)電壓超過VBR值時，TVS管迅速由高阻狀態(tài)變?yōu)榈?a target="_blank">電阻狀態(tài)，將瞬態(tài)電壓抑制在某個水平，為瞬態(tài)電流提供超低電阻通路，使瞬態(tài)電流被引開。
3. 最大箝位電壓（VC） ：在脈沖峰值電流作用下，TVS管兩端的最大電壓值稱為最大箝位電壓。TVS鉗位電壓應(yīng)小于后級被保護電路最大可承受的瞬態(tài)安全電壓。

四、使用場景

TVS管的應(yīng)用十分廣泛，幾乎涵蓋了所有需要瞬態(tài)電壓保護的電路領(lǐng)域。具體包括：

1. 家用電器 ：如電視機、冰箱、洗衣機等，用于保護電路免受靜電放電、浪涌等瞬態(tài)電壓沖擊。
2. 電子儀器與儀表 ：用于保護精密的測量和控制電路，防止因瞬態(tài)電壓而損壞。
3. 精密設(shè)備 ：如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動化設(shè)備等，對電路的穩(wěn)定性和可靠性要求極高，TVS管能有效保障其正常運行。
4. 計算機系統(tǒng)與通訊設(shè)備 ：用于保護CPU、內(nèi)存、硬盤等關(guān)鍵部件，以及網(wǎng)絡(luò)接口、通信線路等免受瞬態(tài)電壓的干擾和損害。
5. 電源系統(tǒng) ：包括交、直流電源，用于保護電源電路免受電網(wǎng)波動、開關(guān)電源噪聲等瞬態(tài)電壓的影響。

五、選型與注意事項

在選擇TVS管時，需要根據(jù)被保護電路的具體需求來確定合適的型號和參數(shù)。以下是一些選型和使用的注意事項：

1. 明確被保護電路的工作電壓和最大工作電壓 ：確保所選TVS管的VRWM值大于被保護電路的最大工作電壓，且留有足夠的裕量。
2. 考慮電路的瞬態(tài)電壓特性 ：根據(jù)電路的瞬態(tài)電壓波形、脈沖持續(xù)時間等特性，選擇合適的VBR和VC值。
3. 注意TVS管的封裝形式 ：根據(jù)電路的布局和安裝要求，選擇合適的封裝形式，如軸向引線、貼片式等。
4. 考慮寄生電容的影響 ：對于高頻數(shù)據(jù)線路，寄生電容可能會對數(shù)據(jù)傳輸造成影響，因此需要選擇寄生電容較小的TVS管。
5. 合理使用TVS管 ：將TVS管反向并聯(lián)在需要保護的電路兩端，確保其能在瞬態(tài)電壓沖擊時及時響應(yīng)并發(fā)揮作用。

綜上所述，TVS管作為一種高效能的瞬態(tài)電壓保護器件，在電子電路的保護中發(fā)揮著重要作用。通過合理選擇和使用TVS管，可以有效地提高電路的可靠性和穩(wěn)定性，保護精密元器件免受瞬態(tài)電壓的沖擊和損害。